Расчет центрально-сжатой колонны по оси Б.

РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ.

В данном разделе представлены расчеты следующих конструкций:

- расчет прогонов;

- расчет колонн;

- расчет балки покрытия.

 

Для расчета этих конструкций были собраны данные о материалах и произведен сбор нагрузок.

 

Расчет прогонов.

 

Рис. 1. Схема балочной клетки нормального типа (монтажная схема)

 

Сбор нагрузок.

 

 
 

 


 

Рис. 2 . Расчетная схема прогона

 


Нагрузка от покрытия Таблица 2

Тип и конструкция покрытия Нормативная нагрузка, gн, кг/м2 Коэффициент надежности по нагрузке, f Расчетная нагрузка, g, кг/м2
постоянная      
кровельные панель ПКБ-100 25,7 1,2 30,84
временная
снеговая 1,2*1,13 433,92
Итого: 385,1   464,76

 

3.1.2. Нормативная погона равномерно-распределенная нагрузка на балку.

3.1.3. Расчетная погонная равномерно-распределенная нагрузка на балку.

 

3.1.4. Расчетный максимальный изгибающий момент в середине пролета.

3.1.5. Расчетная поперечная сила на опоре.

 

3.1.6. Рассчитываемая конструкция относится (по СНиП II-23-81*) ко 2-ой группе, класс стали С4 – малоуглеродистая сталь.

Марка стали – ВСт3пс6

3.1.7. Минимальное значение требуемого момента сопротивления балки.

3.1.8. По сортаменту подбираем номер прокатного швеллера из условия

Номер прокатного профиля №20

3.1.9. Проверяем прочность сечения балки:

По нормальным напряжениям при изгибе:

проверка выполнена, где при - коэффициент, учитывающий собственную массу прогона (табл. 4, прил. 2).

По касательным напряжениям

- коэффициент условий работы (табл. 6 [1]).

 

3.1.10. Проверка жесткости балки (II предельное состояние)

модуль упругости стали


Расчет главной балки.

 

 

Рис. 3. Расчетная схема главной балки

Сбор нагрузок.

 

Нагрузка от покрытия Таблица 3

Тип и конструкция покрытия Нормативная нагрузка, gн, кг/м Коэффициент надежности по нагрузке, f Расчетная нагрузка, g, кг/м
постоянная      
кровельные панель ПКБ-100 41,12 1,2 49,44
временная
снеговая 1,2*1,13 694,3
Итого: 553,12   743,74

 


Нагрузка от фонаря Таблица 4

Тип и конструкция покрытия Нормативная погонная нагрузка, gн, кг/м Коэффициент надежности по нагрузке, f Расчетная погоннаянагрузка, g, кг/м
постоянная      
Профлист С10-1000 7,52 1,2 9,1
Мин.вата м-250 45,6 1,1 50,16
Каркас из уголков 1,2 25,2
временная
снеговая 1,2*1,13 694,272
Итого: 459,22   778,74

 

Реакция опор на главной балке на опоре A Rа=77.71 кН, на опоре B Rb=94.08 кН, сосредоточенная нагрузка от прогонов F=18.59кН, от фонаря F=19.48кН

Расчетная схема имеет девять силовых участков.

1 участок: 0 < z1 < 1,4. Начало координат выбираем в крайней левой точке А. Рассмотрим равновесие отсеченной части балки (рис. 3.10).

В сечении возникают внутренние усилия:

поперечная сила

Q = F-A

Q =55.51 кН

и изгибающий момент

Mx = -F* z1+Ra * z1
при z1 = 0 Mx = 0; при z1 = 1.4 Mx = 77.71

 

2 участок: 0 < z1 < 1,6.

Q = F-A+F

Q =36.92 кН

Mx = -F* (1,4+ z1)+Ra *(1,4+ z1)-1,4-F* z1
при z1 = 0 Mx = 0; при z1 = 1.6 Mx = 136.78кН/м

 

3 участок: 0 < z1 < 1,6.

Q = F-A+F+F

Q =18.33 кН

Mx = -F* (3+ z1)+Ra *(3+ z1) - F*(1.6+z1)-F* z1
при z1 = 0 Mx = 0; при z1 = 1.6 Mx = 165.69 кН/м

 

 

4 участок: 0 < z1 < 1,6.

Q = F-A+F+F+F

Q =-0.26 кН

Mx = -F* (4.6+ z1)+Ra *(4.6+ z1) - F*(3,2+z1)- F*(1.6+z1)-F* z1
при z1 = 0 Mx = 0; при z1 = 1.6 Mx = 166.11 кН/м

 

5 участок: 0 < z1 < 1,6.

Q = F-A+F+F+F+F

Q =-37.44 кН

Mx = -F* (6.2+ z1)+Ra *(6.2+ z1)-F*(4.8+z1)- F*(3,2+z1)- F*(1.6+z1)-F* z1
при z1 = 0 Mx = 0; при z1 = 1.6 Mx = 135.53 кН/м

 

6 участок: 0 < z1 < 1,6.

Q = F-A+F+F+F+F+F

Q =-56.03 кН

Mx = -F* (7.8+ z1)+Ra *(7.8+ z1)- F*(6,4+z1) - F*(4.8+z1)- F*(3,2+z1)- F*(1.6+z1)-F* z1
при z1 = 0 Mx = 0; при z1 = 1.6 Mx = 75.62 кН/м

 

7 участок: 0 < z1 < 1,6.

Q = F-A+F+F+F+F+F+F

Q =19.48 кН

Mx = -F* (9.4+ z1)+Ra *(9.4+ z1) - F*(8+z1)- F*(6,4+z1) - F*(4.8+z1)- F*(3,2+z1)- F*(1.6+z1)-F* z1
при z1 = 0 Mx = 0; при z1 = 1.6 Mx = -14.03 кН/м

 

8 участок: Начало координат выбираем в крайней левой точке А. 0 < z1 <0,72.

Q =F

Q = 19.48 кН

Mx = -F* z1
при z1 = 0 Mx = 0; при z1 = 0.72 Mx =-14.03

 

9 участок:

Q =0

Mx = 0

3.2.2. Расчетный максимальный изгибающий момент равен

Mx = 166.11 кН/м

3.2.3 Расчетная поперечная сила на опоре.

Q =56.03 кН

3.2.4. Рассчитываемая конструкция относится (по СНиП II-23-81*) к0 2-ой группе, класс стали С255 – малоуглеродистая сталь.

Марка стали – ВСт3пс6

3.2.5 Минимальное значение требуемого момента сопротивления балки.

3.2.6. По сортаменту подбираем номер прокатного швеллера из условия

Номер прокатного профиля №40Ш3

3.2.7. Проверяем прочность сечения:

По нормальным напряжениям при изгибе:

проверка выполнена, где при - коэффициент, учитывающий собственную массу прогона (табл. 4, прил. 2).

По касательным напряжениям

 

- коэффициент условий работы (табл. 6 [1]).

 

3.2.8. Проверка жесткости балки (II предельное состояние)

модуль упругости стали


Расчет центрально-сжатой колонны по оси Б.

3.3.1. Геометрическая длина колонны

- отметка верха настила;

- высота балки настила;

- высота главной балки;

- заглубление базы колонны;

3.3.2. Расчетные длины колонны:

- коэффициенты приведения геометрической длины к расчетной, зависящие от условий закрепления оголовка и базы колонны (по табл. 71, а [1])

3.3.3. Продольная сила, действующая в колонне

1.3.4.По таблице 50* [1] определяем, что рассчитываемая конструкция относится к классу С235 ВСт3кп2 с

3.3.5. Требуемая площадь сечения стержня колонны;

3.3.6. Стержень сплошногосечения.

а) По сортаменту подбираем номер профиля ветви конструктивно

Возьмем профиль №25К1

Определяем гибкость стержня колонны относительно материальной оси.

- по сортаменту для профиля №25К1

По табл. 72 [1] определяем коэффициент продольного изгиба

б) Проверяем устойчивость стержня колонны относительно материальной оси

 

3.3.7. Расчет базы колонны.

а) Определяем высоту траверсы из условия работы на срез сварных швов:

- по металлу шва

- по металлу границы сплавления

Конструктивно примем высоту =25см

б) Опорную плиту принимаем квадратной в плане.

конструктивно примем 55см

 

в) Определяем ширину плиты конструктивно

конструктивно примем 55см

-высота ветви( из сортамента, профиль №25К1)

- высота траверсы(принимается 10-14 мм)

с – свес плиты(принимается 10-15 см)

г) Определяем напряжение под опорной плитой базы

к) Вычисляем изгибающий момент участке опорной плиты для определения ее толщины:

Расстояние от центра тяжести трапеции до кромки полки колонны

Изгибающий момент по кромке полки колонны

л) Определяем толщину опорной плиты

Ребра жесткости не требуются.

3.3.8 Расчет анкерных болтов

Усилия в анкерных болтах

Mb= 16.11 тм; Nan= 9.408 тс.

Требуемая площадь сечения одного анкерного болта

где n=2 – количество анкерных болтов с одной стороны базы;

– расчетное сопротивление анкерного (фундаментного) болта растяжению (табл. 60* [1]).

По табл. 62[1] принимаем болты d=30 мм (